JP2002537424A - ポリウレタンラテックスの連続製造方法 - Google Patents

ポリウレタンラテックスの連続製造方法

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Abstract

(57)【要約】 固体含有率の高い(約65%〜74%)ポリウレタン/ウレア/チオウレアプレポリマーのラテックスをまず製造し、次いでこのエマルジョンをポリマーラテックスを形成する条件において連鎖延長剤と接触させることにより、分子量多分散度が狭くかつサブミクロン粒子を有するポリウレタン/ウレア/チオウレアラテックスが製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、ウレタン/ウレア/チオウレアプレポリマーより製造されるポリウ
レタン/ウレア/チオウレアラテックスに関する。
【0002】 ポリウレタン/ウレア/チオウレアラテックスは通常、2個の活性水素原子を
有する有機化合物、例えばポリアルキレンエーテルグリコール、ポリ(アルキレ
ンエーテルアルキレンチオエーテル)グリコール、アルキド樹脂、ポリエステル
及びポリエステルアミドと有機ジイソシアネートとの反応生成物を連鎖延長する
ことにより製造される。このジイソシアネートは理論過剰量用いられ、反応生成
物(ポリウレタン/ウレア/チオウレアプレポリマーとも呼ばれる)はイソシア
ネートを末端とする。このプレポリマーは通常溶剤の存在下で製造される。ポリ
ウレタンプレポリマーの製造の例は、米国特許第3,178,310号、3,919,173号、4,
442,259号、4,444,976号及び4,742,095号に記載されている。
【0003】 米国特許第3,294,724号には、イソシアネート末端プレポリマーをピペラジン
化合物により連鎖延長することによるフィルム形成性ウレタンラテックスの製造
が開示されている。まず、ポリアルキレンエーテルグリコールをジイソシアネー
トと反応させることによりプレポリマーを製造する。次いで、プレポリマーエマ
ルジョンを形成する。そして、冷水に溶解したピペラジン化合物を攪拌しながら
このエマルジョンに加え、安定な連鎖延長されたラテックスを形成する。トルエ
ン又はシクロヘキサノンのような溶剤を、プレポリマーの形成工程又は連鎖延長
工程のいずれかにおいて用いる。
【0004】 通常のポリウレタンラテックスの固体含有率は約30〜40wt%である。例えば、
米国特許第4,742,095号には、固体含有率が41%であるポリウレタンラテックス
の製造が記載されている。輸送コスト及び乾燥時間を最小にするため、水の蒸留
のような追加手段を行うことなく固体含有率が最大であるポリウレタンラテック
スを製造することが望ましい。
【0005】 補助有機溶剤の実質的に不在下でポリウレタン/ウレア/チオウレアラテック
スを製造することが有利である。固体含有率が高く、粒度が制御され、粒度分布
の狭いラテックスを製造することがさらに有利である。最後に、芳香族ジイソシ
アネートのような安価な原料よりポリウレタンラテックスを製造することが望ま
しい。そのようなラテックスはカーペット裏地として特に有効である。
【0006】 一態様において、本発明は、a)乳化及び安定化量の界面活性剤の存在下におい
て、速度r1で流れる水を含む第一の流体を速度r2で流れるポリウレタン/ウレ
ア/チオウレアプレポリマーを含む第二の流体と混合してポリウレタン/ウレア
/チオウレアラテックスプレポリマーを形成すること、及びb)このラテックスプ
レポリマーを連鎖延長剤と接触させてポリウレタン/ウレア/チオウレアラテッ
クスを形成すること、の工程を含み、r2:r1の比が65:35以上かつ水連続HI
PRエマルジョンの形成に必要な比未満である、ポリウレタン/ウレア/チオウ
レアラテックスの製造方法である。
【0007】 本発明のポリウレタン/ウレア/チオウレアラテックスは、まず安定化量の界
面活性剤の存在下において、速度r1で流れる水を含む第一の流体を速度r2で流
れるポリウレタン/ウレア/チオウレアプレポリマーを含む第二の流体と混合し
(ここでr2:r1の比は65:35以上、好ましくは70:30以上、かつ水連続HIP
Rエマルジョンの形成に必要な比(すなわち74:26)未満である)、固体含有率
の高いラテックスプレポリマーを形成し、次いでこのラテックスプレポリマーを
連鎖延長剤と接触させてポリウレタン/ウレア/チオウレアラテックスを形成す
ること、により製造される。
【0008】 ポリウレタン/ウレア/チオウレアプレポリマーは当該分野において公知のあ
らゆる方法によって製造することができる。このプレポリマーは好ましくは少な
くとも2個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物を十分なポリイソシアネ
ートと、このプレポリマーが少なくとも2個のイソシアネート基で停止されるよ
うな条件において接触させることにより製造される。このプレポリマーを含む流
体は、1個のみのイソシアネート基により停止されているプレポリマーを少量、
好ましくは20モルパーセント未満含んでいてもよい。
【0009】 ポリイソシアネートは好ましくは有機ジイソシアネートであり、芳香族、脂肪
族、環式脂肪族、又はこれらの組み合わせであってよい。プレポリマーの製造に
適したジイソシアネートの例は、米国特許第3,294,724号、1欄55〜72行、及び
2欄1〜9行、並びに米国特許第3,410,817号、2欄62〜72行及び3欄1〜24行
に記載されているものを含む。好ましいジイソシアネートは、4,4'-ジイソシア
ナトジフェニルメタン、2,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン、イソホロンジ
イソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネー
ト、ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメ
チル)シクロヘキサン、1,4-ジイソシアナトシクロヘキサン、ヘキサメチレンジ
イソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-ビフ
ェニルジイソシアネート、4,4'-ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,4'-
ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、及び2,4-トルエンジイソシアネート、
又はこれらの組み合わせを含む。より好ましいジイソシアネートは、4,4'-ジイ
ソシアナトジシクロヘキシルメタン、4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン、2
,4'-ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、及び2,4'-ジイソシアナトジフェ
ニルメタンである。最も好ましいものは、4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタ
ン及び2,4'-ジイソシアナトジフェニルメタンである。
【0010】 ここで「活性水素基」とは、以下の反応式で表されるように、イソシアネート
基と反応してウレア基、チオウレア基、又はウレタン基を形成する基を意味する
【化1】 上式中、XはO、S、NH、又はNであり、R及びR’は結合基であり、脂肪族
、芳香族もしくは環式脂肪族、又はこれらの組み合わせであってもよい。少なく
とも2個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物は、500ドルトン以上の分
子量を有する。
【0011】 少なくとも2個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物は、ポリオール、
ポリアミン、ポリチオール、又はアミン、チオール、及びエーテルの組み合わせ
を含む化合物であってよい。好ましくは、少なくとも2個の活性水素原子を有す
る高分子量有機化合物は、ジオール、ジアミン、ジチオール、アルコール−アミ
ン、チオール−アミン、又はアルコール−チオールであり、500以上の重量平均
分子量を有する。好ましくは、少なくとも2個の活性水素原子を有する高分子量
有機化合物は、アミン末端ポリオール(Huntsman Corp.よりJeffamineTMポリエ
ーテルアミンとして市販入手可能)又は下式を有するポリアルキレングリコール
エーテルもしくはチオエーテルもしくはポリエステルポリオールもしくはポリチ
オールである。
【化2】 上式中、各Rは独立に、アルキレン基であり、R’はアルキレン又はアリーレン
基であり、各Xは独立に、S、O、好ましくはOであり、nは正の整数であり、
n’は負でない整数であり、但し、nとn’はこの化合物が約500ドルトン以上
、より好ましくは約750ドルトン以上、最も好ましくは約1000ドルトン以上の重
量平均分子量を有するように十分に大きい。好ましくは、このポリアルキレング
リコールの重量平均分子量は約20,000ドルトン以下、より好ましくは約10,000ド
ルトン以下、より好ましくは約5000ドルトン以下、最も好ましくは約3000ドルト
ン以下である。ポリアルキレンエーテルグリコール及びポリエステルポリオール
が好ましい。ポリアルキレンエーテルグリコールの例は、ポリエチレンエーテル
グリコール、ポリ-1,2-プロピレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエ
ーテルグリコール、ポリ-1,2-ジメチルエチレンエーテルグリコール、ポリ-1,2-
ブチレンエーテルグリコール、及びポリデカメチレンエーテルグリコールである
。好ましいポリエステルポリオールは、ポリエチレンテレフタレート及びポリブ
チレンアジペートを含む。
【0012】 得られるポリマーの引張強度を高めるために、少なくとも2個の活性水素原子
を有する高分子量有機化合物と共に少なくとも2個の活性水素原子を有する低分
子化合物を少量加えてもよい。この少なくとも2個の活性水素原子を有する低分
子化合物の分子量は約62ドルトン〜約400ドルトンであり、ジオール、ジチオー
ル、ジアミン、アルコールアミン、アルコールチオール、及びアミンチオールを
含む。ジエチレングリコール、エチレングリコール、及びジプロピレングリコー
ルを含むジオールが好ましい。この低分子量有機化合物の量は、好ましくは得ら
れるポリマーの引張強度を高めるに十分な量である。より好ましくは、少なくと
も2個の活性水素原子を有する低分子有機化合物の量は、活性水素原子を有する
全化合物の質量を基準として、0.5wt%以上、最も好ましくは1wt%以上、より
好ましくは10wt%以下、最も好ましくは5wt%以下である。
【0013】 好ましくは、NCO:XHの比(XはO又はS、好ましくはOである)は1.1
:1以上、より好ましくは1.2:1以上、そして好ましくは5:1以下である。 ポリウレタンプレポリマーは、当該分野において公知の方法によりバッチまた
は連続法によって製造することができる。たとえば、理論過剰量のジイソシアネ
ート及びポリオールを、好ましくは活性量の触媒、例えばオクタン酸第一錫の存
在下において、反応体の反応の制御に適した温度、通常は約40℃〜約100℃にお
いて、別の流体で静的もしくは活性ミキサーに入れる。この反応はプラグフロー
反応器中でプレポリマーが形成するまで行われる。
【0014】 特には、水中の濃厚液として界面活性剤が用いられる。この場合、界面活性剤
を含む流体がまずプレポリマーを含む流体と混合され、プレポリマー/界面活性
剤混合物を形成する。プレポリマーラテックスはこの1つの工程で製造されるが
、プレポリマーと界面活性剤を含む流体を水流と混合し、界面活性剤を希釈し、
プレポリマーラテックスを形成することが好ましい。
【0015】 界面活性剤が3wt%DeSULFTM DBS-60T界面活性剤(活性成分はトリエタノール
アミンドデシルベンゼンスルホネートであり、DeForest Enterprise, Inc.の商
標である)である場合、好ましいr2:r1は、IKA SD 41 Super DispaxTM dispe
rser(IKA WORKS, Inc.)を用いる場合には約3.5:1〜約6:1であり、IKA DR 3
-9Pを用いる場合には約2:1〜約4:1である。
【0016】 HIPRエマルジョンを形成するため、好ましくは外部界面活性剤(これはカ
チオン、アニオン、又はノニオンであってよい)が用いられる。好適な界面活性
剤は、限定するものではないが、エトキシル化フェノールのスルフェート、例え
ばポリ(オキシ-1,2-エタンジイル)α-スルホ-ω(ノニルフェノキシ)アンモニ
ウム塩、アルカリ金属脂肪酸塩、例えばアルカリ金属オレエート及びステアレー
ト、ポリオキシアルキレンノニオン、例えばポリエチレンオキシド、ポリプロピ
レンオキシド、ポリブチレンオキシド、及びこれらのコポリマー、アルコールア
ルコキシレート、エトキシル化脂肪酸エステル及びアルキルフェノールエトキシ
レート、アルカリ金属ラウリルスルフェート、アミンラウリルスルフェート、例
えばトリエタノールアミンラウリルスルフェート、4級アンモニウム界面活性剤
、アルカリ金属アルキルベンゼンスルホネート、例えば分枝鎖及び直鎖ナトリウ
ムドデシルベンゼンスルホネート、アミンアルキルベンゼンスルホネート、例え
ばトリエタノールアミンドデシルベンゼンスルホネート、アニオン及びノニオン
フルオロカーボン界面活性剤、例えばフルオロ化アルキルエステル及びアルカリ
金属パーフルオロアルキルスルホネート、オルガノシリコーン界面活性剤、例え
ば改質ポリジメチルシロキサン、及び改質樹脂のアルカリ金属石鹸を含む。プレ
ポリマーが乳化性ノニオン、カチオン、又はアニオン基の導入により自己乳化性
となる場合、外部界面活性剤が必要である場合もあり、必要でない場合もある。
【0017】 通常、界面活性剤の濃度が高いと粒子の直径は小さくなるが、界面活性剤の濃
度が高すぎると、HIPRエマルジョンから形成されるフィルムのような製品の
特性に悪影響がある。当業者は特定の用途に対して適当な界面活性剤の濃度を容
易に決定できるであろう。
【0018】 HIPRエマルジョンを形成する前にプレポリマー用の溶媒にまずプレポリマ
ーを溶解することが可能であるが、好ましくは溶媒の実質的に非存在下において
、より好ましくは溶媒の非存在下においてHIPRエマルジョンを製造すること
が好ましい。ここで「溶媒の実質的に非存在下」とは、プレポリマー用の溶媒が
プレポリマーと溶媒の質量を基準としてHIPRエマルジョンの10wt%以下、好
ましくは5wt%以下、より好ましくは1wt%以下、最も好ましくは0.1wt%以下
であることを意味する。
【0019】 溶媒の混入は最終製品の製造に不必要なコストを加えることになることが多い
。さらに、この製品の許容される物性を得るために必要な場合には溶媒除去も費
用がかかり、時間もかかる。従って、好ましい本発明の方法はウレタンラテクス
の製造分野において利点を示す。
【0020】 またある場合には、HIPRエマルジョンを希釈することによっては製造され
ないが、HIPRエマルジョンの理論低限範囲外のオイル:水比でありかつその
後プレポリマーラッテックスを形成するオイル:水比より高い比を有するプレポ
リマーラテックス濃厚物を希釈することによりプレポリマーを形成することが可
能であり、また望ましいであろう。驚くべきことに、大きな直径の分散体(>60
mm)を用いた場合、好ましいr2:r1比(r1及びr2は各々マス/ユニット時間
の単位で測定する)は約2.0:1以上、より好ましくは2.3:1以上、最も好まし
くは2.5:1以上、そして4.0:1未満である。そのような比は、HIPRではな
いラテックス濃厚物を含む。HIPRエマルジョンは少なくとも74:26の分散相
:連続相の比を必要とするからである。
【0021】 ポリウレタン/ウレア/チオウレアポリマーは、プレポリマーを、イソシアネ
ート基と反応し、ウレタン、ウレア、もしくはチオウレア基を形成する官能基を
含む化合物である連鎖延長剤と接触させることにより製造される。連鎖延長剤は
当該分野において公知である。
【0022】 HIPRエマルジョン又はプレポリマーラテックス濃厚物は好ましくは十分な
量の水で希釈され、約3:1未満、より好ましくは2.5:1未満の分散相:水相の
比を有するプレポリマーラテックスを形成する。水を連鎖延長剤として用いるこ
とができるが、他の連鎖延長剤、例えば脂肪族、環式脂肪族、芳香族ポリアミン
、およびアルコールアミンが分子量高めるために好ましい。従って、水とプレポ
リマーの反応が起こる前にプレポリマーを好ましい連鎖延長材と接触させること
が好ましく、HIPRエマルジョン又はプレポリマーラテックス濃厚物を水又は
好ましい連鎖延長剤を含む溶液で希釈することが望ましい。
【0023】 より好ましい連鎖延長剤はアルコールモノアミン、例えばモノエタノールアミ
ン及びジエタノールアミン、並びにヒドラジン、エチレンジアミン、プロピレン
-1,2-ジアミン、プロピレン-1,3-ジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミン、4,4'-ジメチルアミノ-3,3'-ジメチルジフェニルメタン、4,4'-
ジアミノジフェニルメタン、2,4-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエン、ア
ミノエチルエタノールアミン、及びピペラジンを含むジアミンである。水溶性ジ
アミンが最も好ましい。ピペラジンが最も好ましい連鎖延長剤の例である。
【0024】 連鎖延長剤は好ましくは制限剤である。それは最終製品中に残留連鎖延長剤、
特にジアミンを避けることが望ましいからである。従って、ポリウレタン/ウレ
ア/チオウレアの好ましい製造方法において、ジアミンの水溶液を理論過剰量の
プレポリマーのラテックス(すなわち、理論過剰量のイソシアネート基)と接触
させる。ジアミンが実質的に完全に反応した後、好ましくは得られるラテックス
を長時間放置して残留イソシアネート基を水と反応させる。好ましいラテックス
は、体積平均粒度が約1μm以下、より好ましくは約0.5μm以下、最も好まし
くは約0.4μm以下であり、多分散度が約2以下、より好ましくは約1.5以下、最
も好ましくは約1.3以下であるポリウレタン/ウレアラテックスである。
【0025】 驚くべきことに、本発明の方法により、ポリウレタン/ウレア/チオウレアプ
レポリマーのHIPRエマルジョンより製造された最終ポリウレタン/ウレア/
チオウレアラテックスの体積平均粒度及び多分散度が、所定の界面活性剤につい
て及び所定の界面活性剤濃度において、ポリウレタン/ウレア/チオウレアプレ
ポリマーのHIPRエマルジョンより製造されないポリウレタン/ウレア/チオ
ウレアラテックスの粒度及び多分散度より通常小さいことが見出された。
【0026】 またさらに驚くべきことに、ラテックスの質量を基準として、少なくとも45wt
%、好ましくは少なくとも50wt%、より好ましくは少なくとも55wt%である固体
含有率の高いポリウレタンが本発明により製造される。この固体含有率の高いラ
テックスはより希薄なラテックスから水を除去することを必要とせず製造するこ
とができる。
【0027】 本発明のポリウレタン/ウレア/チオウレアラテックスは、制御された粒度及
び狭い粒度分布が特に重要であるラテックスの用途において有効である。そのよ
うな用途は、フィルム、床コーティング、及び接着剤、特にカーペット裏地用途
を含む。 以下の例は本発明の説明であり、本発明の範囲を制限するものではない。パー
セントは特に示さない限り質量基準である。
【0028】 例−固体含有率の高いポリウレタンラテックスの製造 VORANOLTM 5287ポリオール(63.35wt%、The Dow Chemical Companyの商標)、
ISONATETM 50 MDI(33.3wt%,The Dow Chemical Companyの商標)、ジエチレ
ングリコール(1.35wt%)及び分子量が950であるポリエチレンオキシドモノオー
ル(2wt%)を混合することによりプレポリマーを製造した。
【0029】 第一のTに接続した第一のアームを通してこのプレポリマーを5.94kg/minの速
度で供給した。DeSULFTM DBS60T界面活性剤(トリエタノールアミンドデシルベ
ンゼンスルホネートの60パーセント水溶液、DeForest Enterprises, Inc.の商標
)を第二のTの第一のアームを通して0.57kg/minの速度で供給し、第二のTの第
二のアームを通して2.1kg/minの速度で流れる水流と混合した。この水/界面活
性剤流を第一のTの第二のアームに通し、プレポリマーと混合した。この混合し
た水/界面活性剤/プレポリマー流を静ミキサーに通し、次いで2560rpmで作動
しているIKA DR 3-9/PDISPAXTM REACTOR(IKA WORKS, Inc.の商標)の入り口に
供給した。
【0030】 分散装置への供給比は、69wt%プレポリマー、6.6wt%界面活性剤溶液、及び2
4.4wt%水であった。有機流体(界面活性剤を含む)に対する水流の質量比は0.3
71であり、体積比は0.395であった。質量:質量比は以下のようにして計算した。 有機=PUプレポリマー供給速度+0.6×(界面活性剤溶液供給速度) =5.94+0.6×0.57=6.282 水=水流供給速度+0.4×(界面活性剤溶液供給速度) =2.1+0.4×0.57=2.328 水/有機=2.328/6.282=0.37 体積比は、まず適当な温度における流体の密度を測定し、質量フローを体積フ
ローに変換することによって測定した。
【0031】 鎖延長は、インライン混合容器中の攪拌器に接続したLIGHTNINTM 33DS-1500ミ
キサー(GREEY/LIGHNINの商標)を用いて行った。分散装置からのラテックス濃
厚物を第三のTに接続した第一のアームに供給し、3.54kg/minの速度で第三のT
の第三のアームを通して供給した10wt%ピペラジン水溶液(プレポリマーのイソ
シアネート基を基準として0.8当量)と混合した。混合した流体を350rpmで作動
しているインラインブレンダーに直接供給した。生成物を15000リットルの容器
に集め、水を残留イソシアネート基と反応させた。得られた安定なポリ(ウレタ
ン/ウレア)ラテックスは、53.8wt%の固体含有率、0.344μmの体積平均粒度
を有し、すべての粒子がCoulter LS 230粒子分析器により測定し、1.149μm未
満であることが見出された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI,GB ,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL, IN,IS,JP,KE,KG,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG ,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT, RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,T J,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,YU ,ZA,ZW (72)発明者 テイバー,リック エル. アメリカ合衆国,テキサス 77566,レイ ク ジャクソン,ナンバー 25,ハイウェ イ 332 ウエスト 440 (72)発明者 ウィルコム,ウェイン アール. アメリカ合衆国,テキサス 77566,レイ ク ジャクソン,ライブ オーク レーン 306 Fターム(参考) 4J034 BA08 CA02 CA04 CA13 CA15 CA32 CB03 CB04 CB08 CC03 CC08 CC12 CC29 CC34 CC45 CC52 CC61 CC65 CC67 CE01 CE03 DA01 DA03 DA07 DB04 DB07 DB08 DF16 DF20 DF22 DG02 DG03 DG04 DG05 DG06 DG08 HA01 HA06 HA07 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC61 HC63 HC64 HC67 HC71 HC73 JA03 JA13 JA30 JA42 PA03 QC05 QC08 RA07 RA08

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体含有率の高いポリウレタン/ウレア/チオウレアラテッ
    クスの製造方法であって、 a)乳化及び安定化量の界面活性剤の存在下において、速度r1で流れる水を含
    む第一の流体を速度r2で流れるポリウレタン/ウレア/チオウレアプレポリマ
    ーを含む第二の流体と混合してポリウレタン/ウレア/チオウレアラテックスプ
    レポリマーを形成すること、 b)このラテックスプレポリマーを連鎖延長剤と接触させてポリウレタン/ウレ
    ア/チオウレアラテックスを形成すること の工程を含み、r2:r1の比が65:35以上かつ水連続HIPRエマルジョンの形
    成に必要な比未満である方法。
  2. 【請求項2】 前記ポリウレタン/ウレア/チオウレアプレポリマーがポリ
    ウレタンプレポリマー又はポリウレタン/ウレアプレポリマーであり、このプレ
    ポリマーが少なくとも2個の活性水素原子を有する高分子量有機化合物を十分な
    ポリイソシアネートと、プレポリマーが少なくとも2個のイソシアネート基で停
    止されるような条件において接触させることにより製造される、請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 前記ポリウレタンプレポリマーが理論過剰量のポリイソシア
    ネートをアミン末端ポリオール又はポリアルキレングリコールエーテル又はポリ
    エステルポリオールと接触させることにより製造され、前記ポリアルキレングリ
    コールがポリエチレンエーテルグリコール、ポリ-1,2-プロピレンエーテルグリ
    コール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ-1,2-ジメチルエチレン
    エーテルグリコール、ポリ-1,2-ブチレンエーテルグリコール、又はポリデカメ
    チレンエーテルグリコール、又はこれらの組み合わせであり、前記ポリエステル
    ポリオールがポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンアジペートである、
    請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記ポリイソシアネートが4,4'-ジイソシアナトジフェニル
    メタン、2,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン、p-フェニレンジイソシアネー
    ト、2,6-トルエンジイソシアネート、ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネ
    ート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ジイソシアナトシク
    ロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネー
    ト、3,3'-ジメチル-4,4'-ビフェニルジイソシアネート、4,4'-ジイソシアナトジ
    シクロヘキシルメタン、2,4'-ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、イソホ
    ロンジイソシアネート、又は2,4-トルエンジイソシアネート、又はこれらの組み
    合わせである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記界面活性剤がエトキシル化フェノールのスルフェート、
    アルカリ金属アルキルベンゼンスルホネート、アミンアルキルベンゼンスルホネ
    ート、アルカリ金属ラウリルスルフェート、アミンラウリルスルフェート、ポリ
    オキシアルキレン、アルキルフェノールエトキシレート、又は4級アンモニウム
    界面活性剤、又はこれらの組み合わせであり、前記ジイソシアネートが4,4'-ジ
    イソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,4'-ジイソシアナトジシクロヘキシル
    メタン、又はこれらの混合物である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法
  6. 【請求項6】 前記連鎖延長剤が水を含み、前記第二の流体が1個のイソシ
    アネート基のみによって停止されているポリウレタン/ウレア/チオウレアプレ
    ポリマーを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記連鎖延長剤が、モノエタノールアミン、ジエタノールア
    ミン、ヒドラジン、アミノエチルエタノールアミン、エチレンジアミン、プロピ
    レン-1,2-ジアミン、プロピレン-1,3-ジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキ
    サメチレンジアミン、4,4'-ジメチルアミノ-3,3'-ジメチルジフェニルメタン、4
    ,4'-ジアミノジフェニルメタン、2,4-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエン
    、又はピペラジン、又はこれらの組み合わせである、請求項1〜6項のいずれか
    1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記連鎖延長剤がピペラジンの水溶液である、請求項7記載
    の方法。
  9. 【請求項9】 固体含有率の高いポリウレタン/ウレア/チオウレアラテッ
    クスの製造方法であって、 a)乳化及び安定化量の界面活性剤の存在下において、速度r1で流れる水を含
    む第一の流体を速度r2で流れるポリウレタン/ウレア/チオウレアプレポリマ
    ーを含む第二の流体と混合してポリウレタン/ウレア/チオウレアラテックスプ
    レポリマーを形成すること、 b)このラテックスプレポリマーを連鎖延長剤と接触させてポリウレタン/ウレ
    ア/チオウレアラテックスを形成すること の工程を含み、r2:r1の比が65:35以上かつ水連続HIPRエマルジョンの形
    成に必要な比未満であり、前記プレポリマーが芳香族ジイソシアネートより製造
    され、得られるポリウレタン/ウレア/チオウレアラテックスが1μm未満の体
    積平均粒度を有する方法。
  10. 【請求項10】 r2:r1の比が70:30以上である、請求項9記載の方法。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002055576A2 (en) * 2000-11-02 2002-07-18 Dow Global Technologies Inc. Process for preparing aqueous dispersions of hybrid polyurethane particles
WO2003099891A1 (en) * 2002-05-24 2003-12-04 Crompton Corporation Polyurethane dispersions
US7098291B2 (en) 2002-06-10 2006-08-29 Rohm And Haas Company Urethane polymer compositions
US20040116594A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-17 Debkumar Bhattacharjee Polyurethane prepolymer, stable aqueous dispersions with high solids containing the same and method of using and preparing the aqueous dispersions
US20060111506A1 (en) * 2004-11-22 2006-05-25 Bedri Erdem Filled polyurethane dispersions
US20060116454A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-01 Bedri Erdem Stable thermally coaguable polyurethane dispersions
US7435787B2 (en) * 2005-09-14 2008-10-14 Momentive Performance Materials Inc. Process for the continuous production of silylated resin
KR100665864B1 (ko) * 2005-12-31 2007-01-10 주식회사 케이씨씨 수지 조성물 및 그의 제조방법
US8283393B2 (en) * 2006-12-19 2012-10-09 Dow Global Technologies Llc Device for producing dispersions and method of producing dispersions
KR101467594B1 (ko) * 2006-12-19 2014-12-01 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 매우 높은 고체함량의 폴리우레탄 분산액 및 매우 높은 고체함량의 폴리우레탄 분산액의 연속식 제조 방법
DE102006062186A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Carl Freudenberg Kg Verfahren zur Herstellung von Harnstoff-Partikeln oder Polyurethan-Harnstoff-Partikeln, Zusammensetzung und deren Verwendung
EP2028223A1 (de) * 2007-08-23 2009-02-25 Bayer MaterialScience AG EO/PO-Blockcopolymere als Stabilisatoren für PUR-Schäume
WO2017009161A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 Covestro Deutschland Ag Process and apparatus for continuous production of aqueous polyurethane dispersions
CN107082860B (zh) * 2017-04-25 2019-09-20 周建明 一种自乳化型水性聚氨酯固化剂及其制备方法
CN107936211A (zh) * 2017-11-24 2018-04-20 湖南新力华纳米科技有限公司 一种涂料染色用的水性聚氨酯及其制备方法
NL2020093B1 (en) 2017-12-15 2019-06-25 Stahl Int B V Process for producing aqueous polyurethane dispersions in a continuous manner; apparatus suitable for performing such a process; and products obtained by said process
CN109553747B (zh) * 2018-12-05 2021-06-08 长春工业大学 一种高固含可生物降解水性聚氨酯的制备方法
NL2023089B1 (en) 2019-05-08 2019-10-04 Stahl Int B V Process for producing aqueous polyurethane dispersions in a continuous manner; apparatus suitable for performing such a process; and products obtained by said process
WO2023117854A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 Basf Se Process for the continuous production of aqueous polyurethane dispersions

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998041552A1 (en) * 1997-03-17 1998-09-24 The Dow Chemical Company Continuous process for preparing a polyurethane latex

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3178310A (en) * 1962-03-01 1965-04-13 Du Pont Aqueous polyurethane coating emulsions
US3294724A (en) * 1964-11-23 1966-12-27 Wyandotte Chemicals Corp Film-forming urethane latices, and preparation by chain extending a prepolymer of anorganic dhsocyanate and a polymeric diol with a piperazine compound
US3410817A (en) * 1965-04-29 1968-11-12 Wyandotte Chemicals Corp Polyurethane latices
DD115140A5 (ja) * 1973-03-09 1975-09-12
US3919173A (en) * 1973-11-23 1975-11-11 Contech Inc Moisture curable polyurethane systems
DE2811148A1 (de) * 1978-03-15 1979-09-20 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von waessrigen polyurethan-dispersionen und -loesungen
US4442259A (en) * 1982-04-26 1984-04-10 W. R. Grace & Co. Aqueous-based polyurethane compositions and method of preparation
US4444976A (en) * 1982-12-20 1984-04-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Sag resistant two component adhesive and sealant
US4742095A (en) * 1985-07-25 1988-05-03 Mobay Corporation Continuous process for the production of aqueous polyurethane-urea dispersions
CA1304869C (en) * 1986-10-21 1992-07-07 Peter H. Markusch Continuous process for the production of aqueous polyurethane-urea dispersions
DE3727252A1 (de) * 1987-08-15 1989-02-23 Bayer Ag Verfahren zur herstellung von waessrigen polyurethandispersionen
DE3728140A1 (de) * 1987-08-22 1989-03-02 Bayer Ag Waessrige loesungen oder dispersionen von polyisocyanat-polyadditionsprodukten, ein verfahren zur herstellung der waessrigen loesungen oder dispersionen sowie ihre verwendung als klebstoff
GB8721533D0 (en) * 1987-09-14 1987-10-21 Polyvinyl Chemical Ind Aqueous dispersions
DE3905007A1 (de) * 1989-02-18 1990-08-23 Basf Ag Kontinuierliches verfahren zur herstellung waessriger nicht selbstemulgierender polymerdispersionen
GB8913644D0 (en) * 1989-06-14 1989-08-02 Ici America Inc Aqueous dispersions
CA2020629C (en) * 1989-07-21 2000-02-01 Frank Landy Shelf stable fast-cure aqueous coating
US5041467A (en) * 1989-09-08 1991-08-20 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Method for production of particulate polymers
US5389720A (en) * 1990-05-25 1995-02-14 Miles Inc. Aqueous polyisocyanate dispersions
US5221710A (en) * 1991-03-28 1993-06-22 Miles Inc. Process for preparing and optionally chain extending aqueous polyisocyanate dispersions using static mixers
JPH06166735A (ja) * 1992-12-01 1994-06-14 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 活性アミノ基含有ポリウレタンエマルジョン組成物
DE4433929A1 (de) * 1994-09-23 1996-03-28 Basf Ag Wasseremulgierbare Polyisocyanate
US5539021A (en) * 1995-06-05 1996-07-23 The Dow Chemical Company Process for preparing high internal phase ratio emulsions and latexes derived thereof
US5717024A (en) * 1996-02-23 1998-02-10 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Process for making aqueous polyurethane dispersions
US5834554A (en) * 1996-03-05 1998-11-10 H. B. Fuller Licensing & Financing, Inc. Laminating adhesives for flexible packaging
US5576382A (en) * 1996-05-05 1996-11-19 Arco Chemical Technology, L.P. Aqueous polyurethane dispersions based on polyether polyols of low monol content
CA2281584A1 (en) * 1997-03-17 1998-09-24 James J. Jakubowski Polyurethane latexes, processes for preparing them and polymers prepared therewith

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998041552A1 (en) * 1997-03-17 1998-09-24 The Dow Chemical Company Continuous process for preparing a polyurethane latex
JP2001515537A (ja) * 1997-03-17 2001-09-18 ザ ダウ ケミカル カンパニー ポリウレタンラテックスの連続製造方法

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